طراحی الفPCB (برد مدار چاپی) برای فرکانس بالابرنامه های کاربردی نیاز به بررسی دقیق عوامل مختلف برای اطمینان از یکپارچگی سیگنال، به حداقل رساندن تلفات، و کاهش تداخل الکترومغناطیسی دارد. در اینجا برخی از مراحل و ملاحظات کلیدی وجود دارد:
انتخاب مواد PCB: یک ماده ورقه ای با فرکانس بالا با ثابت دی الکتریک پایین (Dk) و ضریب اتلاف کم (Df) مانند سری RO4000 شرکت Rogers یا سری TLY Taconic انتخاب کنید. این مواد عملکرد عالی با فرکانس بالا را ارائه می دهند.
طراحی انباشته لایه: یک پشته امپدانس کنترل شده با ضخامت لایه مناسب و مواد دی الکتریک را برای حفظ امپدانس ثابت در سراسر ردیابی سیگنال انتخاب کنید. طرح‌های فرکانس بالا اغلب به پیکربندی‌های نواری یا میکرواستریپ برای خطوط انتقال امپدانس کنترل‌شده نیاز دارند.
مسیریابی ردیابی: برای به حداقل رساندن تلفات سیگنال و عدم تطابق امپدانس، ردیابی های فرکانس بالا را تا حد امکان کوتاه، مستقیم و مستقیم هدایت کنید. برای اطمینان از امپدانس کنترل شده، عرض و فاصله ردیابی ثابت را حفظ کنید.
زمین: یک صفحه زمین جامد را روی لایه مجاور اجرا کنید تا یک مسیر بازگشت امپدانس کم برای سیگنال‌های فرکانس بالا فراهم کند و حلقه‌های زمین را به حداقل برساند. برای اتصال سطوح زمین در سراسر لایه ها از دوخت استفاده کنید.
خازن‌های جداکننده: خازن‌های جداکننده را به صورت استراتژیک در نزدیکی اجزای پرسرعت قرار دهید تا ذخیره‌سازی بار محلی را فراهم کرده و نوسانات ولتاژ را کاهش دهید. از خازن های اندوکتانس کم و مقاومت سری کم (ESR) برای جداسازی فرکانس بالا استفاده کنید.
قرار دادن کامپوننت: اجزاء را طوری تنظیم کنید که طول مسیر سیگنال را به حداقل برسانید و ظرفیت خازنی و اندوکتانس انگلی را کاهش دهید. اجزای حیاتی را نزدیک یکدیگر قرار دهید تا طول ردیابی به حداقل برسد و تأخیر انتشار سیگنال کاهش یابد.
یکپارچگی توان: از توزیع کافی توان با استفاده از چندین هواپیما و خازن های بای پس برای کاهش نویز ولتاژ و حفظ ولتاژهای منبع تغذیه پایدار اطمینان حاصل کنید.
تجزیه و تحلیل یکپارچگی سیگنال: شبیه سازی یکپارچگی سیگنال را با استفاده از ابزارهایی مانند SPICE (برنامه شبیه سازی با تاکید بر مدار مجتمع) یا حل کننده های میدانی برای تجزیه و تحلیل رفتار سیگنال با سرعت بالا، تطبیق امپدانس و اثرات متقابل انجام دهید.
ملاحظات EMI/EMC: طرح PCB را برای به حداقل رساندن تداخل الکترومغناطیسی (EMI) و اطمینان از انطباق با مقررات سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) طراحی کنید. برای کاهش انتشار تشعشعات و حساسیت از تکنیک های محافظ مناسب، سطوح زمینی و ردپای امپدانس کنترل شده استفاده کنید.
مدیریت حرارتی: تکنیک‌های مدیریت حرارتی مانند گذرگاه‌های حرارتی، هیت سینک‌ها و پدهای حرارتی را برای اجزای پرقدرت در نظر بگیرید تا گرما را به طور موثر دفع کرده و از گرمای بیش از حد جلوگیری کنید.
نمونه اولیه و آزمایش: طرح اولیه PCB را نمونه‌سازی کنید و آزمایش‌های کامل، از جمله تجزیه و تحلیل یکپارچگی سیگنال، اندازه‌گیری امپدانس، و آزمایش EMI/EMC را انجام دهید تا عملکرد و عملکرد مدار با فرکانس بالا را تأیید کنید.
با پیروی از این دستورالعمل ها و در نظر گرفتن الزامات خاص برنامه فرکانس بالا خود، می توانید PCB را طراحی کنید که معیارهای عملکرد سخت مدارهای فرکانس بالا را برآورده کند.
